JP2013540916A - イオン性架橋ポリマー微粒子を用いて紙を作製する方法及び該方法により作製された製品 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
1.本発明は、紙又は板紙を作製する方法であって、イオン性架橋ポリマー微粒子を製紙パルプに添加し、処理済パルプを形成する、添加することと、処理済パルプを紙又は板紙に形成することとを含み、イオン性架橋ポリマー微粒子が架橋アクリル酸−アクリレートコポリマーを含む、紙又は板紙を作製する方法に関する。
2.イオン性架橋ポリマー微粒子を、製紙パルプの乾燥固形分重量ベースで1トン当たり少なくとも約0.01ポンド(乾燥固形分ベース)の量でパルプに添加する、任意の上記又は下記の実施形態/特徴/態様に記載の方法。
3.ポリマー微粒子を、以下の特性:Muetek DFR−4テスターを用いて測定される、ポリマー微粒子と同じ投与量及びサイズで非晶質シリカ微粒子を含有するパルプで作製された紙と比較した、
a)少なくとも約10%の填料の歩留まりの増大(%)、
b)少なくとも約10%の濾水の増大(g/30秒)、及び/又は、
c)少なくとも約10%の濁度の低減(NTU)、
の内の少なくとも1つを与えるのに効果的な量でパルプに添加する、任意の上記又は下記の実施形態/特徴/態様に記載の方法。
4.ポリマー微粒子の非膨潤平均粒径が約1ナノメートル〜約10マイクロメートルである、任意の上記又は下記の実施形態/特徴/態様に記載の方法。
5.イオン性架橋ポリマー微粒子がアニオン性である、任意の上記又は下記の実施形態/特徴/態様に記載の方法。
6.コポリマーが以下の構造:
7.アクリル酸−アクリレートコポリマーを、エチレン性不飽和の2つ以上の非共役点、2つ以上の非共役ビニリデン基、ジアルデヒド、又はそれらの任意の組合せを含有する架橋剤を用いて架橋する、任意の上記又は下記の実施形態/特徴/態様に記載の方法。
8.アクリル酸−アクリレートコポリマーを、ジビニルトルエン、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、トリビニルベンゼン、エチレングリコールジアクリレート、トリメチレングリコールジアクリレート又はジメチルアクリレート、ジビニルキシレン、ジビニルエチルベンゼン、ジビニルエーテル、ジビニルスルホン、多価化合物のアリルエーテル、ジビニルスルフィド、アリルアクリレート、ジアリルマレエート、ジアリルフマレート、ジアリルフタレート、ジアリルスクシネート、ジアリルカーボネート、ジアリルマロネート、ジアリルオキサレート、ジアリルアジペート、ジアリルセバケート、ジアリルタートレート、ジアリルシリケート、トリアリルイソシアネート、トリリルトリカルバリレート、トリアリルホスフェート、トリアリルシトレート、トリアリルアコニテート、N,N’−メチレンジアクリルアミド、N,N’−メチレンジメタクリルアミド、N,N’−エチレンジアクリルアミド、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、テトラアリルペンタエリスリトール、トリアリルペンタエリスリトール、ジアリルペンタエリスリトール、エチレングリコールジメタクリレート、N,N’−メチレンビスアクリルアミド、又はそれらの任意の組合せである架橋剤を用いて架橋する、任意の上記又は下記の実施形態/特徴/態様に記載の方法。
9.架橋アクリル酸−アクリレートコポリマーを、コポリマーの架橋を誘導するのに十分な、コポリマーに存在するモノマー単位ベースで約1mppm〜約10000mppmの架橋剤含量で架橋剤を用いて架橋する、任意の上記又は下記の実施形態/特徴/態様に記載の方法。
10.イオン性架橋ポリマー微粒子が少なくとも約90重量%の上記架橋アクリル酸−アクリレートコポリマーを含む、任意の上記又は下記の実施形態/特徴/態様に記載の方法。
11.架橋アクリル酸−アクリレートコポリマーが約1重量%未満の、アクリルアミド官能基を有する総モノマー単位を含む、任意の上記又は下記の実施形態/特徴/態様に記載の方法。
12.架橋アクリル酸−アクリレートコポリマーが約0.1重量%未満の、アクリルアミド官能基を有する総モノマー単位を含む、任意の上記又は下記の実施形態/特徴/態様に記載の方法。
13.イオン性架橋ポリマー微粒子を、少なくとも1つの界面活性剤を更に含むエマルションとしてパルプに添加する、任意の上記又は下記の実施形態/特徴/態様に記載の方法。
14.イオン性架橋ポリマー微粒子を、ポリマー微粒子の添加量ベースで約0.1重量%〜約15重量%の範囲の量で界面活性剤を更に含むエマルションとしてパルプに添加する、任意の上記又は下記の実施形態/特徴/態様に記載の方法。
15.イオン性架橋ポリマー微粒子を、界面活性剤を更に含むエマルションとしてパルプに添加し、界面活性剤が非イオン性、カチオン性又はアニオン性である、任意の上記又は下記の実施形態/特徴/態様に記載の方法。
16.湿潤強度助剤及び/又は乾燥強度助剤をパルプにポリマー微粒子と連続して、同時に、又はブレンドとして添加することを更に含む、任意の上記又は下記の実施形態/特徴/態様に記載の方法。
17.強度助剤がカチオン性、アニオン性又は両性である、任意の上記又は下記の実施形態/特徴/態様に記載の方法。
18.強度助剤がデンプン、デンプン誘導体、ポリアクリルアミド、グリオキサール架橋ポリアクリルアミド、ポリビニルアミン、カルボキシルメチルセルロース、カルボキシメチルデンプン、グアーガム、ポリアミドアミン−エピクロロヒドリン樹脂、ポリビニルアルコール又はそれらの任意の組合せを含む、任意の上記又は下記の実施形態/特徴/態様に記載の方法。
19.凝結剤と有機凝集剤とをパルプにポリマー微粒子と連続して、同時に、又はブレンドとして添加することを更に含む、任意の上記又は下記の実施形態/特徴/態様に記載の方法。
20.パルプに、パルプの乾燥固形分重量ベースで1トン当たり少なくとも約0.01ポンド(無水ベース)の量でイオン性架橋ポリマー微粒子と、パルプの乾燥固形分重量ベースで1トン当たり少なくとも約0.1ポンド(無水ベース)の量で凝結剤と、パルプの乾燥固形分重量ベースで1トン当たり少なくとも約0.05ポンド(無水ベース)の量で有機凝集剤とを添加することを更に含む、任意の上記又は下記の実施形態/特徴/態様に記載の方法。
21.パルプに添加されるシリカ及びベントナイト微粒子の総量がパルプの乾燥固形分重量ベースで1トン当たり約0.01ポンド以下の量である、任意の上記又は下記の実施形態/特徴/態様に記載の方法。
22.パルプに添加されるシリカ及びベントナイト微粒子の総量がパルプの乾燥固形分重量ベースで1トン当たり約0.001ポンド以下の量である、任意の上記又は下記の実施形態/特徴/態様に記載の方法。
23.紙がセルロース系繊維の不織紙匹を含む、任意の上記又は下記の実施形態/特徴/態様に記載の方法。
24.製紙パルプを紙又は板紙に形成する製紙システムであって、
製紙パルプの供給部と、
上記パルプの供給部と連通したブレンドチェストと、
ブレンドチェストからの排出後にパルプを回収するためのスクリーン、任意でスクリーンに到達する前に通る1つ又は複数の更なる加工ユニットと、
紙形成前にパルプに適用するために、架橋アクリル酸−アクリレートコポリマーを含むイオン性架橋ポリマー微粒子を含む組成物をパルプに給送するための組成物給送デバイスと、
を備える、製紙パルプを紙又は板紙に形成する製紙システム。
25.組成物が少なくとも1つの界面活性剤を更に含むエマルションである、任意の上記又は下記の実施形態/特徴/態様に記載のシステム。
26.イオン性架橋ポリマー微粒子を含有する、任意の上記又は下記の実施形態/特徴/態様に記載の方法により作製された紙を含む製品。
27.紙シート、板紙、ティッシュペーパー、又は壁板である、任意の上記又は下記の実施形態/特徴/態様に記載の製品。
28.新聞印刷用紙又はライナーボードである、任意の上記又は下記の実施形態/特徴/態様に記載の製品。
29.以下の特性:
a)Muetek DFR−4テスターを用いて測定される、パルプの乾燥固形分重量ベースで1トン当たり0.3ポンドの投与量のイオン性架橋ポリマー微粒子を用いた少なくとも約60%の填料の歩留まり、
b)Muetek DFR−4テスターを用いて測定される、パルプの乾燥固形分重量ベースで1トン当たり1ポンドの投与量のイオン性架橋ポリマー微粒子を用いた少なくとも約130g/30秒の濾水、及び/又は、
c)Muetek DFR−4テスターを用いて測定される、パルプの乾燥固形分重量ベースで1トン当たり1ポンドの投与量のイオン性架橋ポリマー微粒子を用いた約950NTU未満の濾液濁度、
の内の少なくとも1つを与えるのに効果的な量で架橋アクリル酸−アクリレートコポリマーを含むイオン性架橋ポリマー微粒子で処理した紙パルプを含む紙製品。
パルプ懸濁液の填料の歩留まり試験及び濾水試験
この試験では、懸濁液の繊維歩留まり及び脱水速度に対するさらしクラフトパルプ上でのイオン性架橋アクリル酸−アクリレートコポリマー微粒子を伴う又は伴わない異なる微粒子の効果を研究した。パルプストック(70%広葉樹パルプ、30%針葉樹パルプ)(CSF 450)を米国において民間の製紙工場により得られた市販のパルプ板紙から調製した。パルプ板紙は標準的な工業製品であった。パルプでは、さらしサザンパインクラフトパルプ板紙(針葉樹パルプ板紙)と、さらしサザンパイン混合広葉樹パルプ板紙を試験に使用した。リファイニングでは、針葉樹パルプ板紙と広葉樹パルプ板紙を別々に細かく裂いて、一晩水に浸漬させた。パルプのそれぞれをリファイニングのためにバレービーターに入れた。TAPPI標準方法をパルプリファイニングに適用した(T200 om−89)。パルプを所望のカナダ標準濾水度(CSF)450までリファイニングした。リファイニングした針葉樹パルプと広葉樹パルプとを30:70(針葉樹:広葉樹)の比で混合し、使用できる状態とした。これらの研究に用いた歩留まりプログラムは、微粒子と、凝結剤と、凝集剤との組合せであった。
Claims (29)
- 紙又は板紙を作製する方法であって、イオン性架橋ポリマー微粒子を製紙パルプに添加し、処理済パルプを形成する、添加することと、該処理済パルプを紙又は板紙に形成することとを含み、前記イオン性架橋ポリマー微粒子が架橋アクリル酸−アクリレートコポリマーを含む、紙又は板紙を作製する方法。
- 前記イオン性架橋ポリマー微粒子を、前記製紙パルプの乾燥固形分重量ベースで1トン当たり少なくとも約0.01ポンド(乾燥固形分ベース)の量で該パルプに添加する、請求項1に記載の方法。
- 前記ポリマー微粒子を、以下の特性:Muetek DFR−4テスターを用いて測定される、該ポリマー微粒子と同じ投与量及びサイズで非晶質シリカ微粒子を含有するパルプで作製された紙と比較した、
a)少なくとも約10%の填料の歩留まりの増大(%)、
b)少なくとも約10%の濾水の増大(g/30秒)、及び/又は、
c)少なくとも約10%の濁度の低減(NTU)、
の内の少なくとも1つを与えるのに効果的な量で前記パルプに添加する、請求項1に記載の方法。 - 前記ポリマー微粒子の非膨潤平均粒径が約1ナノメートル〜約10マイクロメートルである、請求項1に記載の方法。
- 前記イオン性架橋ポリマー微粒子がアニオン性である、請求項1に記載の方法。
- 前記アクリル酸−アクリレートコポリマーを、エチレン性不飽和の2つ以上の非共役点、2つ以上の非共役ビニリデン基、ジアルデヒド、又はそれらの任意の組合せを含有する架橋剤を用いて架橋する、請求項1に記載の方法。
- 前記アクリル酸−アクリレートコポリマーを、ジビニルトルエン、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、トリビニルベンゼン、エチレングリコールジアクリレート、トリメチレングリコールジアクリレート又はジメチルアクリレート、ジビニルキシレン、ジビニルエチルベンゼン、ジビニルエーテル、ジビニルスルホン、多価化合物のアリルエーテル、ジビニルスルフィド、アリルアクリレート、ジアリルマレエート、ジアリルフマレート、ジアリルフタレート、ジアリルスクシネート、ジアリルカーボネート、ジアリルマロネート、ジアリルオキサレート、ジアリルアジペート、ジアリルセバケート、ジアリルタートレート、ジアリルシリケート、トリアリルイソシアネート、トリリルトリカルバリレート、トリアリルホスフェート、トリアリルシトレート、トリアリルアコニテート、N,N’−メチレンジアクリルアミド、N,N’−メチレンジメタクリルアミド、N,N’−エチレンジアクリルアミド、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、テトラアリルペンタエリスリトール、トリアリルペンタエリスリトール、ジアリルペンタエリスリトール、エチレングリコールジメタクリレート、N,N’−メチレンビスアクリルアミド、又はそれらの任意の組合せである架橋剤を用いて架橋する、請求項1に記載の方法。
- 前記架橋アクリル酸−アクリレートコポリマーを、該コポリマーの架橋を誘導するのに十分な、該コポリマーに存在するモノマー単位ベースで約1mppm〜約10000mppmの架橋剤含量で架橋剤を用いて架橋する、請求項1に記載の方法。
- 前記イオン性架橋ポリマー微粒子が少なくとも約90重量%の前記架橋アクリル酸−アクリレートコポリマーを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記架橋アクリル酸−アクリレートコポリマーが約1重量%未満の、アクリルアミド官能基を有する総モノマー単位を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記架橋アクリル酸−アクリレートコポリマーが約0.1重量%未満の、アクリルアミド官能基を有する総モノマー単位を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記イオン性架橋ポリマー微粒子を、少なくとも1つの界面活性剤を更に含むエマルションとして前記パルプに添加する、請求項1に記載の方法。
- 前記イオン性架橋ポリマー微粒子を、ポリマー微粒子の添加量ベースで約0.1重量%〜約15重量%の範囲の量で界面活性剤を更に含むエマルションとして前記パルプに添加する、請求項1に記載の方法。
- 前記イオン性架橋ポリマー微粒子を、界面活性剤を更に含むエマルションとして前記パルプに添加し、該界面活性剤が非イオン性、カチオン性又はアニオン性である、請求項1に記載の方法。
- 湿潤強度助剤及び/又は乾燥強度助剤を前記パルプに前記ポリマー微粒子と連続して、同時に、又はブレンドとして添加することを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記強度助剤がカチオン性、アニオン性又は両性である、請求項16に記載の方法。
- 前記強度助剤がデンプン、デンプン誘導体、ポリアクリルアミド、グリオキサール架橋ポリアクリルアミド、ポリビニルアミン、カルボキシルメチルセルロース、カルボキシメチルデンプン、グアーガム、ポリアミドアミン−エピクロロヒドリン樹脂、ポリビニルアルコール又はそれらの任意の組合せを含む、請求項16に記載の方法。
- 凝結剤と有機凝集剤とを前記パルプに前記ポリマー微粒子と連続して、同時に、又はブレンドとして添加することを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記パルプに、該パルプの乾燥固形分重量ベースで1トン当たり少なくとも約0.01ポンド(無水ベース)の量で前記イオン性架橋ポリマー微粒子と、該パルプの乾燥固形分重量ベースで1トン当たり少なくとも約0.1ポンド(無水ベース)の量で凝結剤と、該パルプの乾燥固形分重量ベースで1トン当たり少なくとも約0.05ポンド(無水ベース)の量で有機凝集剤とを添加することを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記パルプに添加されるシリカ及びベントナイト微粒子の総量が該パルプの乾燥固形分重量ベースで1トン当たり約0.01ポンド以下の量である、請求項1に記載の方法。
- 前記パルプに添加されるシリカ及びベントナイト微粒子の総量が該パルプの乾燥固形分重量ベースで1トン当たり約0.001ポンド以下の量である、請求項1に記載の方法。
- 前記紙がセルロース系繊維の不織紙匹を含む、請求項1に記載の方法。
- 製紙パルプを紙又は板紙に形成する製紙システムであって、
製紙パルプの供給部と、
パルプの前記供給部と連通したブレンドチェストと、
前記ブレンドチェストからの排出後にパルプを回収するためのスクリーン、任意で該スクリーンに到達する前に通る1つ又は複数の更なる加工ユニットと、
紙形成前に前記パルプに適用するために、架橋アクリル酸−アクリレートコポリマーを含むイオン性架橋ポリマー微粒子を含む組成物を該パルプに給送するための組成物給送デバイスと、
を備える、製紙パルプを紙又は板紙に形成する製紙システム。 - 前記組成物が少なくとも1つの界面活性剤を更に含むエマルションである、請求項24に記載のシステム。
- イオン性架橋ポリマー微粒子を含有する、請求項1に記載の方法により作製された紙を含む製品。
- 紙シート、板紙、ティッシュペーパー、又は壁板である、請求項26に記載の製品。
- 新聞印刷用紙又はライナーボードである、請求項26に記載の製品。
- 以下の特性:
a)Muetek DFR−4テスターを用いて測定される、前記パルプの乾燥固形分重量ベースで1トン当たり0.3ポンドの投与量のイオン性架橋ポリマー微粒子を用いた少なくとも約60%の填料の歩留まり、
b)Muetek DFR−4テスターを用いて測定される、前記パルプの乾燥固形分重量ベースで1トン当たり1ポンドの投与量のイオン性架橋ポリマー微粒子を用いた少なくとも約130g/30秒の濾水、及び/又は、
c)Muetek DFR−4テスターを用いて測定される、前記パルプの乾燥固形分重量ベースで1トン当たり1ポンドの投与量のイオン性架橋ポリマー微粒子を用いた約950NTU未満の濾液濁度、
の内の少なくとも1つを与えるのに効果的な量で架橋アクリル酸−アクリレートコポリマーを含むイオン性架橋ポリマー微粒子で処理した紙パルプを含む紙製品。
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